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摘要：我國電氣工程自動化技術在機械行業(yè)發(fā)揮的作用越來越大，促進了電氣工程的進一步發(fā)展。因此，必須進一步對儀表測控技術中的遠程監(jiān)控技術集中、測量控制技術和現(xiàn)場總線等技術進行研究，提升測控儀表的測量精度。

關鍵詞：電氣工程；自動化；儀表策控制技術

在電氣工程自動化中合理應用儀表測控技術，可以提升電力系統(tǒng)運行的效率，改善電力系統(tǒng)運行的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，完善儀表測控技術使其主要結(jié)構更加合理，強化儀表測控技術在電氣工程自動化中的應用，對整個電力行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

1電氣工程自動化中的儀表測控技術應用意義

在概念設計過程中構思出新的元件，并開發(fā)基本配置。由于自動化技術在執(zhí)行所必需的各種功能時使用多達40到50個傳感器，因此電氣工程自動化設計者必須了解可用于各種測量的儀器，以及其如何操作，如何與其他儀器連接系統(tǒng)的各個部分。新傳感器的發(fā)明使迫設計人員必須跟上發(fā)展節(jié)奏，改善電氣工程的設計和操作。

2電氣工程自動化儀表測控技術的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，盡管我國經(jīng)濟水平實現(xiàn)了大幅的提升，人們的物質(zhì)生活水平也越來越高，大量的電氣化設備融入了人們的日常生活中。然而，我國的電力設備卻存在著不足之處，電力設備的規(guī)模在擴大，為了滿足人們對電力的需求，電力公司投入了很多資金應用在電氣工程自動化的設計中，仍不能滿足快速發(fā)展社會條件下人們對電力資源的需求。

3電氣工程自動化中的儀表測控技術探究

（1）遠程監(jiān)測控制技術。遠程監(jiān)控技術用于計算設備收集信息以評估其運行狀況，并在不中斷的工作的情況下，遠程執(zhí)行各種IT管理服務工作。遠程監(jiān)測控制技術可幫助電廠檢測和修復可能導致停機或引起安全風險的問題，為電廠提供了實現(xiàn)最高水平的響應和維護所需的信息和功能，這樣可以確保網(wǎng)絡和工作站始終以最高性能運行。遠程監(jiān)測控制技術對于主動監(jiān)視網(wǎng)絡、計算機和軟件至關重要，其使用技術工具來跟蹤和收集有關的應用程序和硬件的信息。電廠甚至可以監(jiān)視路由器、交換機和某些IoT設備。在大多數(shù)情況下，電廠可以遠程解決問題。使用遠程監(jiān)測控制技術是因為它是一種高效的故障解決方案，可實現(xiàn)流程自動化，為其提供用于遠程控制會話的單一監(jiān)視和報告來源。遠程監(jiān)測控制技術的擴展審核還包括遠程會話的視頻記錄，因此如果需要此信息，電廠可以監(jiān)視虛擬計算解決方案，例如VMware和Hyper-V基礎架構。遠程監(jiān)測控制技術可以確保電氣工程自動化中的工作站和服務器都連接起來，并向操作系統(tǒng)發(fā)送更新的數(shù)據(jù)。在工作站和服務器上，一旦發(fā)現(xiàn)漏洞可以及時的修補所有的漏洞，利用軟件尋找安全漏洞，借助編寫代碼的形式，有效地防止各類信息的泄露。在儀表自控技術應用環(huán)節(jié)中，要結(jié)合遠程監(jiān)控系統(tǒng)，更好的了解設備的運行情況。通過遠程監(jiān)控技術實現(xiàn)實時的模擬監(jiān)控，在應用模擬傳感器技術的同時，使監(jiān)控有更好地環(huán)境條件。通過離散傳感器的應用，可以有效地收集數(shù)據(jù)實行模擬監(jiān)控，模擬傳感器可以為儀表測控提供精確的數(shù)據(jù)讀取服務。在服務器應用環(huán)節(jié)中采用多種報警方式，在內(nèi)部監(jiān)視系統(tǒng)中實現(xiàn)多功能性。遠程監(jiān)視系統(tǒng)應用環(huán)節(jié)中具有簡潔的界面，在儀表監(jiān)測環(huán)節(jié)中可使用友好的界面進行操作，提升了監(jiān)控的效率。通過備份數(shù)據(jù)傳輸，不僅僅可以借助網(wǎng)絡生成報警報告，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)任何問題，還可以通過遠程站點監(jiān)控，實現(xiàn)可預見性。在網(wǎng)絡中由于某種原因出現(xiàn)停機的問題，也可以借助遠程監(jiān)控的方式，完成數(shù)據(jù)的備份和傳遞，將備份的報告直接傳輸?shù)接嬎銠C中。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用環(huán)節(jié)中，硬件非?？煽?，發(fā)生故障的概率比較低，選擇遠程測控單元。在電氣自動化中的儀表測控技術應用環(huán)節(jié)中，可以對所有站點的重要事態(tài)進行監(jiān)控，網(wǎng)絡管理就變得更加容易。遠程監(jiān)控技術的覆蓋范圍非常的廣泛，在儀表測控中發(fā)揮的作用非常大，在遠程監(jiān)控技術應用環(huán)節(jié)中可以有效地提升監(jiān)控的效果，減少人員的使用，發(fā)揮測控的潛力，延長儀表測控設備的使用年限，有效地防止意外停機問題的發(fā)生。遠程監(jiān)控技術的安裝也非常的方便，在網(wǎng)絡維護的基礎上，與固定拓撲的有線網(wǎng)絡相比，無線網(wǎng)絡為遠程監(jiān)控技術提供了便利，使得儀表測控具有高度的靈活性。使用無線技術可以輕松混合和匹配，來自不同供應商的設備提升了儀表測控的兼容性。在遠程測控技術應用時，添加傳感器可以提升機器的整體功能，通過連續(xù)的監(jiān)控，為儀表測控提供更加精確的數(shù)據(jù)，傳感器收集的數(shù)據(jù)要比其他的方式更快捷、更準確，有效的診斷各類設備潛在的問題。（2）集中監(jiān)測控制技術。集中監(jiān)測控制技術也是儀表測控技術的重要構成部分，采用數(shù)據(jù)遠程評估，通過監(jiān)測員評審員和內(nèi)在團隊的信息評估，采用集中監(jiān)視的方式可以對電氣工程自動化中的設備進行多功能的監(jiān)視。隨著電子獲取技術的改善，監(jiān)視研究的數(shù)據(jù)可以通過集中或遠程的方式跟蹤，有效地發(fā)現(xiàn)設備在運行中的風險。監(jiān)管機構也鼓勵在此情況下通過集中監(jiān)控的方式對電氣工程自動化中的各類設備進行有效的監(jiān)督，通過有效的計劃和流程重組，提升儀表測控技術的精確性。傳統(tǒng)的每四到八周進行一次監(jiān)視的方式不能帶來更加精確的數(shù)據(jù)，因此，有必要開發(fā)一種更加穩(wěn)定的方法，提升監(jiān)控的效果?？紤]到當今可用的監(jiān)控方法，采用合理的流程和適當?shù)馁Y源技術，集中式的監(jiān)控就可以提供高效的監(jiān)控解決方案，采用合理的技術和統(tǒng)計式的監(jiān)控模式。集中監(jiān)控技術可以幫助電力企業(yè)識別風險，集中的識別錯誤頻率較高的設備，通過協(xié)議偏差或者數(shù)據(jù)異常的站點分析，可以提升儀表測控的精確性，有助于識別曲項分布和異常值，從而盡早地發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的設備。使用合理的技術和適當?shù)挠媱澏ㄖ疲斜O(jiān)控技術為儀表測量提供了一個智能化的解決方案。隨著電氣工程自動化設備管理成本的增加，采用集中控制技術可以有效地節(jié)省成本，也能提升儀表測控技術的精確性和效率。集中監(jiān)視實施中涉及的關鍵步驟如下：識別和定義關鍵風險及其閾值；制定全面的監(jiān)控計劃和相關文檔；使用正確的技術持續(xù)監(jiān)控風險或問題；糾正措施計劃，管理已識別的風險，有效地進行集中監(jiān)視；制定周密的、全面的監(jiān)視計劃。（3）現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術。在過程自動化方面，現(xiàn)場總線系統(tǒng)可確保最佳水平的可靠性和可用性。對于日常運行中出現(xiàn)的典型故障情況，開發(fā)了新一代能夠執(zhí)行診斷的組件。這些組件允許無縫、透明的現(xiàn)場總線基礎架構就位，而無需進行額外的工程工作。有必要連續(xù)監(jiān)視控制柜和周圍環(huán)境，以確保最大的系統(tǒng)可用性。但是，在采用現(xiàn)場總線技術的過程控制系統(tǒng)中，只有總線連接和電源位于控制室機柜中。如今，創(chuàng)新型網(wǎng)關首次具有數(shù)字輸入功能，這些數(shù)字輸入還可以用作脈沖計數(shù)器或用于測量頻率，也可以連接模擬傳感器。系統(tǒng)中集成了空氣濕度傳感器和兩個用于控制空調(diào)單元的功率繼電器，這些組件可以靈活地用于監(jiān)視控制柜和周圍區(qū)域。除了通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線診斷服務器進行集成外，新的ADG還提供了通過基金會現(xiàn)場總線H1進行集成的選項。在這種情況下，網(wǎng)關充當FF-H1節(jié)點，并使用單個現(xiàn)場總線地址通信多達16個診斷模塊和64個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)。用戶可以在通過設備描述（DD）或FDT/DTM進行集成之間進行選擇。除了符合狀態(tài)消息外，包括專家系統(tǒng)報告在內(nèi)的詳細信息也可以直接顯示在系統(tǒng)上。還可以通過FF-H1檢索調(diào)試向?qū)?，該向?qū)峁┝艘环N用于檢查所有分段測量和參數(shù)的自動化過程的功能。同時，以太網(wǎng)可以用于示波器或用于大量數(shù)據(jù)的歷史測量。該軟件無需特定的配置任務即可自動搜索并找到以太網(wǎng)連接，其具有以下的優(yōu)勢：①改進的系統(tǒng)操作。數(shù)字現(xiàn)場總線技術允許將每個設備的多個變量引入控制系統(tǒng)、以進行遠程診斷、趨勢分析、過程優(yōu)化研究、報告生成、預測性維護、遠程配置和資產(chǎn)管理。數(shù)字通信的無干擾特性提高了測量的準確性，并提高了控制能力。②降低了系統(tǒng)故障的風險并提高了操作可靠性?；谖⑻幚砥鞯臄?shù)字現(xiàn)場總線設備的自檢和通信功能有助于減少停機時間并提高電廠安全性。在發(fā)現(xiàn)異常情況或需要預防性維護時，會通知電廠運營和維護人員，使他們能夠快速安全地采取糾正措施。③增強電廠績效和資產(chǎn)管理。數(shù)字現(xiàn)場總線技術使資產(chǎn)管理功能，例如診斷、校準、標識和其他維護管理操作能夠?qū)崟r“挖掘”來自現(xiàn)場設備的大量信息。用戶可以進行主動維護，從而可以將資源分配到需要的地方。④增加了靈活性和可操作性。由于數(shù)字現(xiàn)場總線技術具有開放式協(xié)議，因此可以輕松集成電廠中來自不同供應商的不同子系統(tǒng)，并且無需定制編程即可訪問信息。當控制技術仍然不可用時，在安裝后立即檢查物理層通常是有用的或合乎需要的。為了進行這些檢查，使用了一種特殊形式的通過以太網(wǎng)的FF-H1通信。驅(qū)動程序使使用筆記本電腦直接在網(wǎng)關上建立FF-H1通信成為可能。一旦建立了此通訊，就可以檢查網(wǎng)段質(zhì)量以及與所有連接設備的通訊狀況，然后可以通過FF-H1在控制技術中采用所有設置。對于在調(diào)試過程中生成的報告，提供了導入/導出功能。現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術具有新的智能診斷功能，例如高級短路保護、具有自我監(jiān)控功能的雷電保護。減少硬件和相關成本，盡管所需的端接器、連接器和功率調(diào)節(jié)器可在一定程度上抵消節(jié)省的費用：①由于數(shù)字現(xiàn)場總線技術允許多個設備使用一條線對，因此需要更少的電線、導線管、電纜橋架和控制柜。②在數(shù)字現(xiàn)場總線技術中用于實現(xiàn)控制策略的標準功能塊減少了所需的系統(tǒng)硬件數(shù)量，包括輸入/輸出轉(zhuǎn)換器、電源和機柜。③具有緊密耦合安裝的多變量數(shù)字現(xiàn)場總線變送器消除了對溫度變送器的需求。④由于所需的I/O卡數(shù)量減少，控制室設備上的電力負載和控制柜的尺寸減小了。⑤減少的硬件簡化了啟動和參數(shù)化操作，并減少了安裝、調(diào)試時間和建造成本。（4）分散測控體系儀表測控技術。分散測控體系儀表測控技術是一種用于過程或電廠的計算機控制系統(tǒng)，通常具有許多控制回路，在這些控制回路中，自治控制器分布在整個系統(tǒng)中，但是沒有中央操作員監(jiān)督控制。分散測控體系儀表測控技術由多個處理器和數(shù)據(jù)字段（DF）即通信總線組成，該數(shù)據(jù)總線在處理器之間提供消息通信。在電氣自動化中的分散測控體系儀表測控技術應用中，處理器具有一個自治控制處理器（ACP）和應用程序（AP），其實際上執(zhí)行監(jiān)視和控制電廠的任務。ACP是一種用于處理器內(nèi)AP的中間件，提供連接到DF的功能即其他ACP，其中是多對多組件之間通信的模型。在此模型中，組件可以指定為產(chǎn)生數(shù)據(jù)的者，可以同時指定為需要數(shù)據(jù)作為輸入的數(shù)據(jù)。AP之間的消息由交易代碼（TCD）和數(shù)據(jù)組成。TCD是DF上的唯一標識符，因此可以在邏輯上定義AP之間的通信。ADS的好處包括易于升級和擴展現(xiàn)有系統(tǒng)，可以安裝和激活新的AP無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進行任何修改。因為通信體系結(jié)構可以通過在消息中添加數(shù)據(jù)類型標志，在實際情況下進行測試，測試新的AP以替換現(xiàn)有的AP的場景涉及三個步驟：步驟1：測試AP根據(jù)TCD與正在處理在線任務的APj接收相同的數(shù)據(jù)。步驟2：測試AP根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建臨時數(shù)據(jù)，并將其到帶有測試標志的數(shù)據(jù)字段中。步驟3：在線AP接收臨時數(shù)據(jù)，對其進行處理并結(jié)果，最終由日志記錄程序接收。通常需要在不同資源上多次執(zhí)行AP以確?？煽啃?，基于TCD機制，這很容易實現(xiàn)。這種情況包括兩個步驟：步驟1：APj和APj’訂閱相同的數(shù)據(jù)并處理后的結(jié)果。步驟2：的結(jié)果由APk檢查兩個AP的結(jié)果的符合程度，然后進入下一個處理步驟。①空間擴展。如果系統(tǒng)更大，就可靠性和響應性而言，其將具有異構子系統(tǒng)。引入了數(shù)據(jù)字段中的多播組以應對大規(guī)模的異構屬性，這些屬性在邏輯上將所有數(shù)據(jù)字段分段。此外，網(wǎng)關被引入到連接大型系統(tǒng)數(shù)據(jù)字段的多播組中，其中網(wǎng)關根據(jù)某些過濾消息除了連接數(shù)據(jù)字段以外的策略，網(wǎng)關的這種分段和過濾避免了可能由通信體系結(jié)構引起的消息泛濫。②時間擴展。原始ADS中的數(shù)據(jù)字段通過網(wǎng)絡在處理器之間傳播消息，在傳播這些消息后，將其擦除以保持通信量。但是，在將新應用程序安裝到實際環(huán)境中之前，通常需要一些歷史數(shù)據(jù)來測試，而原始ADS卻不提供這些服務。用于AP的擴展名安裝了具有存儲功能的組件，該功能使歷史數(shù)據(jù)可以保留在數(shù)據(jù)字段中，此機制是通過使用消息中間件定期歷史數(shù)據(jù)目錄來實現(xiàn)的。（5）儀表測控防干擾技術的應用。儀表測控技術在實際的應用環(huán)節(jié)中會受到不同因素的影響，對測控的精度和效率造成直接的影響，對儀表測控的實用性產(chǎn)生干擾。在外界環(huán)境的影響下，儀表測控技術的應用會存在很大的干擾。在環(huán)境較暗的控制室中，會導致錯誤的數(shù)據(jù)。在混亂的狀態(tài)指示下，也會出現(xiàn)一些不良的后果，由于錯誤指示，面板的功能不能充分的發(fā)揮。采用儀表測控防干擾技術可以有效地抵御外界的不良環(huán)境，提升測控的精度。

4結(jié)語

我國電氣工程自動化儀表監(jiān)測技術還需要進一步的改善才能跟上時代的步伐，使其應用在具體的行業(yè)，為我國社會發(fā)展作出貢獻。電力部門也應該充分認識到儀表監(jiān)測技術的意義，不斷改進對儀表監(jiān)測技術的研發(fā)。

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[3]徐薇.探討電氣工程自動化中的儀表測控技術[J].科技資訊,2017,15(16):33-34.

作者：齊博 單位：山西工程技術學院